DE2242806A1

DE2242806A1 - Kondensatormikrophon

Info

Publication number: DE2242806A1
Application number: DE2242806A
Authority: DE
Inventors: Hisanori Ishibashi; Masahisa Iwata; Motomu Mimachi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1971-08-31
Filing date: 1972-08-31
Publication date: 1973-03-08
Also published as: JPS5221046Y2; NL177879C; IT968373B; FR2151061B1; US3775572A; CA946508A; DE2242806C2; GB1384418A; JPS4835339U; FR2151061A1; NL177879B; NL7211755A

Description

It 2243

SONY CORPORATION Tokyo / Japan

Kodensatormikrophon

Die Erfindung betrifft ein Kondensatormikrophon und insbesondere ein neues, in der Größe kompaktes Kondensatormikrophon. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensatormikrophons.

Es ist ein Kondensatormikrophon bekannt, das eine im wesentlichen flache Ansprechkurve in einem breiten Frequenzband von z.B. 100 Hz bis 10 kg/Hz hat. Da ein solches Kondensatormikrophon eine hohe Ausgangsimpedanz hat, wie bekannt ist, ist ein aktives Element, z„Bo eine eine Vakuumröhre oder ein Feldeffektransistor in einem Mikrophongehäuse angeordnet. Im einzelnen besteht ein

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Kondensatormikrophon aus einer Membran, die als eine Elektrode dient, einer Metallkapsel, die die Membran und eine Grundplattenanordnung aufnimmt, die sich aus einer Grundplatte und einer Tragplatte zusammensetzt, um die Grundplatte in einem bestimmten Abstand von der Membran zu tragen, und einem Metallgehäuse besteht, das an der Metallkapsel befestigt ist und darin eine gedruckte Schaltkreisplatte aufnimmt, an der ein Impedanzwandler mit einem aktiven Element, z.B. dem FET und Widerstandselementen befestigt ist.

Der FET ist mit seiner Eingangselektrode über eine Leitung mit einer zweiten Elektrodenplatte befestigt und mit seiner Ausgangselektrode und seiner Energiezuführungselektrode aus dem Gehäuse herausgeführt. Bei einem derartig aufgebauten Kondensatormikrophon kann der Kapselteil in der Größe klein genug gemacht werden, jedoch hat das die gedruckte Schaltkreisplatte aufnehmende Gehäuse einen zu großen Platzbedarf, so daß die gesamte Anordnung groß wird. Außerdem wird in diesem Falle, die Leitung, die die Eingangselektrode des FET mit der zweiten Elektrodenplatte verbindet, lang und es besteht die Gefahr, daß die Leitungen Störsignale aufnehmen. Da mehrere Leitungen zwischen bestimmte elektrische Teile geschaltet werden müssen, ist es weiterhin schwierig, die Teile zusammenzubauen, was zu einer Erhöhung der Herstellungskosten einer derartigen Vorrichtung und zu einer möglichen Störung im Betrieb der Vorrichtung führen kann.

Daher ist bei einem Kondensatormikrophon der Erfindung ein aktives Element in einer Grundplattenanordnung gegenüber der Membran aufgenommen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Kondensatormikrophon zu schaffen.

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Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kondensatormikrophon zu schaffen, bei dem Teile zwangsläufig elektrisch verbunden sind und keine Gefahr eines Bruches der elektrischen Verbindung zwischen den Teilen besteht.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kondensatormikrophon mit langer Lebensdauer zu schaffen.

Auch ist es Aufgabe der Erfindung ein Kondensatormikrophon mit einer Leitung zu schaffen, das ein leitendes Teil einer Grundplattenanordnung mit einem aktiven Element auf kurzem Weg verbindet, so daß nur wenige Störungen erzeugt werden.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines stoßsicheren Kondensatormikrophons geringer Größe zu schaffen, bei dem wenigstens drei Leitungen und ein integriertes Schaltkreisplättchen, das an einer der Leitungen befestigt und elektrisch mit den anderen verbunden ist, in Harz eingegossen sind, wobei der Gießkörper zum Tragen einer Grundplatte zur Befestigung des Plättchens und einer Schallzelle dient.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensatormikrophons zu schaffen, bei dem eine Anzahl von Leitungsgruppen gebildet wird, wobei jede Leitungsgruppe aus wenigstens drei Leitungen besteht, ein integriertes Schaltkreisplättchen an einer der Leitungen einer jeden Leitungsgruppe befestigt und elektrisch mit deren anderen Leitungen verbunden wird, und eine Isoliereinrichtung an dem Ende einer jeden Leitungsgruppe angegossen wird, wobei die Isoliereinrichtung eine Schallzelle für eine Grundplattenanordnung bildet; das Mikrophon soll einfach herzustellen sein und sich zur Massenproduktion eignen.

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Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein Kondensatormikrophon mit wenigen und billigen Bauteilen und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis beispielsweise erläuterts Es zeigt:

Figur 1 einen Vertikalschnitt eines bekannten Kondensatormikrophons ,

Figur 2 eine Aufsicht von Leitungsgruppen, die in einem Kondensatormikrophon der Erfindung verwendet werden,

Figur 3 eine vergrößerte Aufsicht eines Teils einer Leitungsgruppe der Figur 2, bei der ein integriertes SchaltkreisplSttchen am oberen Ende einer Leitung befestigt ist,

Figur 4 eine Aufsicht der Leitungsgruppen der Figur 2, bei denen integrierte Schaltkreisplättchen und die oberen Enden der Leitungen eingegossen sind,

Figur 5 einen Vertikalschnitt eines Teils der Figur 4,

Figur 6 einen Vertikalschnitt einer Grundplattenanordnung, die durch Befestigung einer Grundplatte an der Oberseite des in Figur 5 gezeigten Teils hergestellt ist,

Figur 7 einen Vertikalschnitt eines fertiggestellten Kondensatormikrophons der Erfindung,

Figur 8 einen perspektivischen Querschnitt des Kondensatormikrophons der Figur 7 in zerlegtem Zustand,

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Figur 9 einen perspektivischen Querschnitt eines bei der Erfindung verwendeten Ferrodielektrikums,

Figur 10

und 11 Vertikalschnitte weiterer Ausführungsformen einer Grundplattenanordnung der Erfindung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst ein übliches Kondensatormikrophon anhand der Figur 1 beschrieben. Ein übliches Kondensatormikrophon 1 besteht aus einer Metallkapsel 2 und einem Metallgehäuse 3„ Die Metallkapsel 2 enthält eine Membran 4, die eine Elektrodenplatte bildet, und einen Grundplattenanordnung "5, die einen bestimmten Abstand von der Membran 4 hat« Die Grundplattenanordnung 5 besteht aus einem leitenden Teil 6, das als Grundplatte dient, und einer Tragplatte 7 aus isolierendem Material, um das leitende Teil 6 zu tragen. Das leitende Teil 6 hat einen Änschlußstift 8, der an dem leitenden Teil 6 an einem Ende befestigt ist und sich durch die Tragplatte 7 in das Innere des Metallgehäuses erstreckt. Das Gehäuse 3 enthält einen Impedanzwandler 9, der aus einem Feldeffekttransistor und einer gedruckten Schaltkreisplatte 10 zur Verbindung der elektrischen Teile besteht. Eine Leitung 11, die die Torelektrode des FET mit dem Anschlußstift 8 verbindet, liegt in der Mitte zwischen der Tragplatte 7 und der Schaltkreisplatte in dem Gehäuse 3. An dem Gehäuse 3 ist an dem unteren Ende eine Anschlußplatte 12 befestigt, von der Leitungen 13 bis 17 in das und aus dem Gehäuse 3 führen.

Bei einem solchen üblichen Kondensatormikrophon 1 ist es notwendig, einen Raum für die Aufnahm© des Impedanz-Wandlers 9 zn bilden und Teil© für die Halterung des FET und von Widerstandselementen vorangehen- Ss ist daher nahezu unmöglich, ©in Kondensatomikrophon kompakt auszubilden und seine Herstellung erfordert dah©ii viele Vorgänge .

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Ein Kondensatormikrophon gemäß der Erfindung, das frei von diesen Nachteilen des Standes der Technik ist, und ein Herstellungsverfahren werden im Folgenden entsprechend der Reihenfolge des Herstellungsverfahrens anhand der Zeichnungen erläutert.

Wie Figur 2 zeigt, wird ein Kabel 20 mit mehreren Leitungsgruppen 23, von denen jede Leitungen 23s, 23d und 23g aufweist, aus einer dünnen, leitenden Metallplatte z.B. durch Stanzen, Ätzen oder dergleichen hergestellt. In diesem Falle sind die Leitungen 23g der Leitungsgruppe 23' langer als die anderen Leitungen 23s und 23d und ein Ende aller Leitungen 23s, 23d und 23g ist mit einem gemeinsamen Rahmen 24 verbunden.

Wie Figur 3 zeigt, wird eine Pastille bzw. ein Plättchen 22, das einen FET aufweist, der als integriertes Schaltkreiselement und als ein Impedanzwandler, bestehend aus einem aktiven Festkörperelement, integriert ist, mit der mittleren Leitung 23s an deren freiem Ende verbunden, so daß die Quellenelektrode des FET mit der Leitung 23s verbunden ist. Das Plättchen 22 hat Leitungen 25g und 25d, die jeweils mit den Leitungen 23g und 23d verbunden sind, um die Tor- und Quellenelektrode des FET mit den Leitungen 23g und 23d zu verbinden. Nachdem alle mittleren Leitungen hiermit verbunden sind, werden die Plättchen 22, Teile der die Plättchen 22 aufweisenden Leitungen und die Leitungen 25g und 25d, die daran angeschlossen sind, z.B. durch ein sogenanntes Übertragungsformverfahren völlig in Harz eingegossen, wie Figur 4 zeigt. Wie bekannt, können Epoxyharz, Siliconharz oder Polyesterharz als oben erwähntes Harz verwendet werden. Der so gebildete Gießharzkörper 27 dient als Tragplatte, die einen Teil einer Grundplattenanordnung 26 bildet. In der Tragplatte 27 wird eine ringförmige Schallzelle 28 gebildet, wie Figur 5 seiest.

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Das Plättchen 22 und die Tragplatte 27 mit der Schallzelle 28 werden während des Formvorgangs zugleich gebildet. Nachdem die freien Enden der jeweiligen Leitungen 23s, 23g und 23d in Harz eingegossen sind, wird die Leitung 24 derart abgeschnitten, daß die Leitungen 23s und 23d die·gleiche Länge haben» Zugleich oder später wird die Leitung 23g im wesentlichen bündig mit der Unterseite 27a der Tragplatte 27 abgeschnitten, wie Figur 5 zeigt.

Danach wird die Tragplatte 27 an ihrer Oberseite 27b geläppt, damit das obere Ende 23g" der Leitung 23g im wesenltichen bündig mit der Oberseite 27b der Tragplatte 27 abschließt. Dann wird eine Grundplatte 30 aus leitendem Material auf der Oberseite 27b der Tragplatte 27 innerhalb der ringförmigen Schallzelle 28 gebildet, wie Figur 6 zeigt. Die Grundplatte 30 kann aus Metall..bestehen, das auf die Oberseite 27b aufgedampft wirdo Das obere Ende 23g" der Leitung 23g ist daher mit der Grunde platte 30 elektrisch verbunden«

Wie die Fig. 7 und 8 zeigen, wird, nachdem die leitende Grundplatte 30 gebildet ist, eine elektrische Membran 33 mit einem leitenden Ring 32 an ihrem oberen Randteil angeordnet. Die elektrische Membran 33 wird in eine Metallkapsel 34 eingesetzt, die mehrere öffnungen 35 an ihrem Boden hat, so daß sie an dem Boden der Kapsel 34 angreift» Die Kapsel 34 mit der Membran 33 und der Ring 32 darin werden dann auf die Grundplattenanordnung 26 aufgesetzt, wobei ein ringförmiger Abstandshalter 36 aus isolierendem Material dazwischen angeordnet wird, um die Anordnung 26 abzudecken. Eine Abschirmplatte 38 aus elektrisch leitendem Material wird an der Unterseite 27a der Tragplatte 27 vorgesehen, wobei eine Folie 37 aus isolierendem Material dazwischen angeordnet wird« Die Abschirmplatte

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hat einen Anschlußstift 39, der bei der gezeigten Ausführungsform daran befestigt ist. Durch die Folie 37 und die Abschirmplatte 38 sind öffnungen 37a und 38a ausgebildet, durch die die Leitungen 23s und 23d von der Grundplattenanordnung 26 nach außen geführt sind. Der untere Rand der Kapsel 34 ist nach innen gebogen, um die Membran 33, die Grundplattenanordnung 26 usw. festzuhalten, wie Figur 7 zeigt. Eine an den Anschlußstift 39 angelegte Spannung wird durch die Kapsel 34 und den leitenden Ring 32 zu der elektrischen Membran 33 übertragen.

Bei dem Kondensatormikrophon gemäß der Erfindung mit der oben beschriebenen Konstruktion bildet die Grundplattenanordnung 26 mit dem darin abgedichtet angeordneten FET einen Tonkreis, um als Isolierplatte eines üblichen Kondensatormikrophons zu dienen, so daß die Anzahl der Teile des Kondensatormikrophons geringer und die Konstruktion des Kondensatormikrophons der Erfindung sehr vereinfacht wird. Aus diesem Grund ist das Kondensatormikrophon der Erfindung leicht herzustellen und seine Kosten werden vermindert.

Da außerdem bei der Erfindung ein FET-Plättchen bzw. ein einen FET enthaltendes Plättchen an der mittleren Leitung befestigt ist, kann verhindert werden, daß die Leitungen beim Vergießen mit den anderen Leitungen elektrisch verbunden werden.

Bei der vorherigen Ausführungsform wird die elektrische Membran verwendet, an die Spannung angelegt wird, es ist jedoch auch möglich, anstelle der mit Spannung versorgten elektrischen Membran ein Ferrodielektrikum zu verwenden.

Eine Ausführungsform eines solchen Falles ist in Figur 9 gezeigt. Wie die Figur zeigt, besteht eine Membran 40

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aus einer Metallschicht 41 und einem Ferrodielektrikum 42, das an deren einer Seite befestigt ist und an deren anderer Seite ein leitender Ring 43 ähnlich dem Ring der vorherigen Ausführungsform befestigt ist.

Es ist jedoch auch möglich ein Ferrodielektrikum anstelle des an der Membran befestigten Ferrodielektrikums, d.h. ein Ferrodielektrikum mit einer Metallplatte anstelle der Grundplatte zu verwenden.

Anhand der Figur IO wird eine weitere Ausführungsform der Grundplattenanordnung der Erfindung beschrieben. Bei der Ausführungsform der Figur 10 besteht eine Grundplattenanordnung 126 aus Leitungen 123g, 123s und I23d und einem FET-Plättchen 122 mit einem FET, die alle in gleicher Weise wie bei der vorherigen Ausführungsform vergossen sind. Bei dieser Ausführungsform jedoch ist an der Oberseite einer Tragplatte 127 der Grundplattenanordnung 126 ein Tonkreis 128 in Form einer Ausnehmung ausgebildet, an der an ihrem oberen Teil eine Grundplatte 130 befestigt ist. Die Grundplatte 130 kann aus einer elektrisch leitenden Metallplatte hergestellt sein.

In diesem Falle kann selbstverständlich die gleiche Wirkung wie bei der zuerst erwähnten Ausführungsform erreicht werden.

Figur 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Grundplattenanordnung der Erfindung. Bei der Ausführungsform der Figur wird eine Tragplatte 227 gleich denen der vorherigen Ausführungsformen aus Isoliermaterial, z.B. Keramik oder dergleichen hergestellt und an ihrem oberen Teil werden ein Tonkreis 228 und eine öffnung 229 an ihrem unteren Teil zuvor ausgebildete Eine Leitung 223s mit einem Plättchen 222 werden in der öffnung 229 mit

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Harz 227b an ihren Enden eingegossen. Eine Grundplatte 230 wird dann an der Tragplatte 227 an deren Oberfläche wie bei den vorherigen Ausführungsformen befestigt. Dadurch wird eine Grundplattenanordnung 226 gebildet.

Bei der Ausführungsform der Figur 11, bei der nicht die gesamte Tragplatte 227 durch diesen gebildet ist, kann selbstverständlich die gleiche Wirkung wie bei den vorherigen Ausführungsformen erzielt werden.

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Claims

Patentansprüche

Kondensatormikrophon bestehend aus einer elektrischen Membran, einer Grundplattenanordnung aus einer Grundplatte und einer Isoliereinrichtung zum Tragen der Grundplatte und mit wenigstens einer Schallzelle, wobei die Isoliereinrichtung aus Kunststoff besteht, und wenigstens drei in der Isoliereinrichtung getrennt eingegossenen Leitungen, von denen eine mit der Grundplatte verbunden ist und die anderen Leitungen sich aus der Isoliereinrichtung erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß ein integriertes Schaltkreisplättchen an einer der Leitungen befestigt und in der Isoliereinrichtung eingebettet ist, das Mittel zur Verbindung mit den anderen...Leitungen hat.
2. Kondensatormikrophon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Leitungen vorhanden sind und daß das integrierte Schaltkreisplättchen ein Feldeffekttransistor ist, der an der mittleren Leitung der drei Leitungen befestigt und mit seinem Tor mit einer an die Grundplatte angeschlossenen Leitung verbunden ist.
3. Kondensatormikrophon, bestehend aus einer Metallkapsel, einer elektrischen Membran, die in der Kapsel angeordnet und an diese angeschlossen ist, einer Grundplattenanordnung, die in der Kapsel in einem bestimmten Abstand von der Membran angeordnet ist, einer Isoliereinrichtung zum Tragen der Grundplattenanordnung, die wenigstens eine Schallzelle bildet, und einer Einrichtung, die an der Kapsel befestigt und elektrisch mit der Membran über die Kapsel ver-

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bunden 1st, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungen gesondert In der Isoliereinrichtung eingegossen sind, von denen die eine direkt mit der Grundplattenanordnung verbunden ist und die andere sich aus der Isoliereinrichtung erstreckt, und daß eine aktive, elektronische Festkörpereinrichtung nit der einen Leitung verbunden und in der Isoliereinrichtung eingegossen ist, die mehrere, mit den anderen Leitungen zu verbindende Leitungen aufweist.
4. Kondensatormikrophon nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Leitungen vorhanden sind und daß die aktive elektronische Festkörpereinrichtung ein Feldeffekttransistor ist, der mit der mittleren Leitung der drei Leitungen verbunden und mit seinem Tor an die Grundplatte angeschlossen ist.
5. Kondensatormikrophon, bestehend aus einer elektrischen Membran, einer der Membran in einem bestimmten Abstand gegenüberliegende Grundplatte, und einer die Grundplatte tragenden Isoliereinrichtung mit einer Schallzelle, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine erste und eine zweite Leitung in der Isoliereinrichtung in einem Endteil hiervon eingegossen ist und aus der Isoliereinrichtung zu dem anderen Endteil führt, daß eine dritte Leitung in der Isoliereinrichtung an ihrem einen Endteil eingegossen und mit der Grundplatte verbunden ist, und daß ein elektronisches aktives Element an einer der drei Leitungen befestigt und in der Isoliereinrichtung eingegossen ist, das wenigstens zwei mit den anderen Leitungen verbundene Leiter hat.
6. Kondensatormikrophon nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliereinrichtung eine Ausnehmung

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an der Seite hat, die der Fläche mit der Grundplatte und dem elektronischen aktiven Element gegenüberliegt, und daß Leitungen in der Ausnehmung durch Kunstharz eingegossen sind.
7. Verfahren zur Herstellung eines Kondensatormikrophons, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leitungen gebildet werden, daß ein integriertes Schaltkreisplättehen an einer der Leitungen befestigt wird, daß Elektroden des Plättchens mit den Leitungen verbunden werden, daß die Leitungen einschließlich des Plättchens in Isoliermaterial eingegossen werden, daß eine Grundplatte an dem gegossenen Isoliermaterial befestigt wird, und daß eine elektrische Membran über der Grundplatte so angeordnet wird, daß sie einen bestimmten Abstand hiervon aufweist»
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gegossene Isoliermaterial an seiner einen Fläche geläppt wird, um eine der Leitungen freizulegen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundplatte an der geläppten Fläche durch Aufdampfen gebildet wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Kondensatormikrophons, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leitungsgruppen gebildet werden, von denen jede aus wenigstens drei Leitungen besteht, wobei ein Ende der Leitungen der Leitungsgruppen an einem gemeinsamen Rahmen befestigt wird, daß ein integriertes Schaltkreisplättchen an einer der Leitungen einer jeden Leitungsgruppe befestigt wird, daß Elektroden des Plättchens mit,den

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anderen Leitungen verbunden werden, daß Teile der Leitungen, an denen das Plättchen befestigt ist, in Harz eingegossen werden, daß die Leitungen der Leitungsgruppen von dem gemeinsamen Rahmen in einer bestimmten Länge abgeschnitten werden, daß eine Grundplatte an der Oberseite des gegossenen Körpers wird, und daß eine elektrische Membran in einem bestimmten Abstand von der Grundplatte gebildet wird.

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